El agua participa en muchas reacciones químicas y debido a su efectividad como solvente, prácticamente no existe en la naturaleza como agua pura. El agua en su estado natural o incluso cuando ha sido tratada, siempre tiene diversas sustancias disueltas o en suspensión que pueden limitar su uso.
Los parámetros que se emplean comúnmente para establecer la calidad de las aguas están agrupados en parámetros físicos, químicos y biológicos.
En este laboratorio de análisis de aguas daremos a conocer el resultado de las observaciones de parámetros físicos y químicos practicados a una muestra de agua potable de la facultad de Ingeniería Ambiental. Siempre será interesante conocer un poco más de la composición química. El análisis comprende desde observar sus propiedades organolépticas: color y turbidez; luego analizaremos el pH, conductividad y la alcalinidad de la muestra mencionada.
COLOR
Las causas más comunes del color del agua son la presencia de hierro y magnesio coloidal o en solución; el contacto del agua con desechos orgánicos, hojas, madera, raíces, etc., en diferentes estados de descomposición y la presencia de taninos, ácidos húmicos, ácidos fúlvicos y algunos residuos industriales. El color natural en el agua existe principalmente por efecto de las partículas coloidales cargadas negativamente.
Dos tipos de color se reconocen en el agua: el color verdadero, o sea el color de la muestra una vez que su turbiedad ha sido removida, y el color aparente que incluye no solamente el color de las substancias en solución y coloidales sino también el color debido al material suspendido.
La unidad de color es el color producido por un mg/L de platino, en la forma de Ion cloroplatinato. La determinación del color se hace por la comparación visual de la muestra con soluciones de concentración de color conocida o con discos de vidrio de colores adecuadamente calibrados. Antes de determinar el color verdadero es necesario remover la turbiedad; para ello, el método recomendado es la centrifugación de la muestra. Una vez centrifugada la muestra, se determina su color por comparación con una serie de estándares de color preparados a partir de una solución patrón de K2PtCl6, la cual contiene 500 mg/L de Pt y 250 mg/L de cobalto para darle una tonalidad adecuada.
Los discos de vidrio con tonalidades de turbidez usados en equipos colorimétricos proporcionan resultados sustancialmente coincidentes con los obtenidos mediante el método de platino-cobalto y su uso ha sido admitido como un método estándar de campo.
TURBIDEZ
La turbiedad es una expresión de la propiedad o efecto óptico causado por la dispersión e interferencia de los rayos luminosos que pasan a través de una muestra de agua; en otras palabras, la turbiedades la propiedad óptica de una suspensión que hace que la luz sea remitida y no transmitida través de la suspensión. La turbiedad en un agua puede ser causada por una gran variedad de materiales en suspensión, que varían en tamaño desde dispersiones coloidales hasta
partículas gruesas, entre otros, arcillas, limo, materia orgánica e inorgánica finamente dividida, organismos planctónicos, microorganismos, etc.
Actualmente el método más usado para determinar la turbiedad es el método nefelométrico en el cual se mide la turbiedad mediante un nefelómetro y se expresan los resultados en unidades de turbiedad nefelométrica, UTN. Con este método se compara la intensidad de la luz dispersada por la muestra con la intensidad de la luz dispersada por una suspensión estándar de referencia bajo las mismas condiciones de medida.
Importancia sanitaria de la turbidez en el agua
La turbidez excesiva (nubosidad) en el agua potable es estéticamente poco atractivo, y también puede representar un riesgo para la salud. Esta puede proporcionar alimento y refugio a los patógenos. Si no se elimina, la turbidez puede promover el nuevo crecimiento de patógenos en el sistema de distribución, lo que conduce a los brotes de enfermedades transmitidas por el agua, que han causado casos graves de gastroenteritis en el mundo. Aunque la turbidez no es un indicador directo de riesgo para la salud, numerosos estudios muestran una fuerte relación entre la eliminación de la turbidez y la eliminación de protozoos.
Las partículas de turbiedad ofrecen "refugio" para los microbios mediante la reducción de su exposición a los ataques de los desinfectantes. La unión microbiana a material de partículas o sustancias inertes en sistemas de agua ha sido documentada por muchos investigadores y ha sido considerado en la supervivencia de los microbios frente a la desinfección. Afortunadamente, los procesos tradicionales de tratamiento de agua tiene la capacidad de eliminar eficazmente la turbidez cuando se opera adecuadamente.
El pH
La acidez de un agua puede definirse como su capacidad para neutralizar bases, como su capacidad para reaccionar con iones hidroxilo, como su capacidad para ceder protones o como la medida de su contenido total de substancias acidas.
La determinación de la acidez es de importancia en ingeniería sanitaria debido a las características corrosivas de las aguas acidas y al costo que supone la remoción y el control de las sustancias que producen corrosión. El factor de corrosión en la mayoría de las aguas es el CO2, especialmente cuando está acompañado de oxigeno, pero en residuos industriales es la acidez mineral. El contenido de CO2 es, también, un factor muy importante para la estimación de la dosis de cal y soda en el ablandamiento de aguas duras. En aguas naturales la acidez puede ser producida por el CO2, por la presencia de iones H+ libres, por la presencia de acidez mineral proveniente de ácidos fuertes como el sulfúrico, nítrico, clorhídrico, etc., y por la hidrolización de sales de ácidos fuertes y base débil.
La causa más común de la acidez en agua es el CO2, el cual puede estar disuelto en el agua como resultado de las reacciones de los coagulantes químicos usados en el tratamiento o de la oxidación de la materia orgánica, o por disolución del dióxido de carbono atmosférico. El dióxido de carbono es un gas incoloro, no combustible, 1.53 veces más pesado que el aire, ligeramente soluble en agua.
CONDUCTIVIDAD
La conductividad del agua es una expresión la habilidad para transportar una corriente eléctrica. La conductividad del agua depende de la concentración total de las sustancias disueltas ionizadas en el agua y de la temperatura a la cual se haga la determinación. Por lo tanto, cualquier cambio en la cantidad de substancias disueltas, en la movilidad de los iones disueltos y en su valencia, implica un cambio en la conductividad. Por ello el valor de la conductividad es muy usado en análisis de agua para obtener un estimativo rápido del contenido de sólidos disueltos.
La forma más usual de medir la conductividad en agua es mediante instrumentos comerciales de la lectura directa en µmho/cm a 25 ºC con un error menos de 1%. La conductividad leída es igual a la conductividad eléctrica de la muestra medida entre caras opuestas de un cubo de 1 cm, como se demuestra a continuación.
La resistencia específica de un conductor es función de sus dimensiones y puede expresarse como:
C = RA/L
Donde:
C= resistencia especifica, ohmio x cm
R= resistencia, ohmio
A= área de la sección transversal del conductor, cm2
L= longitud del conductor, cm
La conductancia específica de un conductor es igual al inverso de su resistencia específica, o sea:
K= 1 = L
C= RA
Donde:
K= conductancia especifica, mho/ cm.
En otras palabras, la conductancia especifica es la conductancia de un conductor de 1 cm de longitud y una sección transversal de de 1 cm2, por lo tanto, numéricamente es igualmente a la conductividad.
Como en aguas el valor de conductividad es muy pequeño, se expresa en µmho/cm, o en unidades del sistema internacional µsiemens/cm.
1mho = 1 siemens
El agua destilada fresca tiene una conductividad de 0,5 – 2 µmho / cm y aumenta, según el periodo de almacenamiento, por la absorción de dióxido de carbono y amoniaco, a valores de 2 –
4 µmho/cm. La pureza de aguas destiladas y desmineralizadas puede controlarse fácilmente mediante la determinación de la conductividad.
2. OBJETIVOS DEL EXPERIMENTO
Determinar las propiedades organolépticas de color, turbidez, además del pH de una muestra de agua no potable.
3. EQUIPO UTILIZADO
Equipo para determinar el color Turbidímetro Hach 2100N
Medidor de pH Conductímetro
Materiales para mediciones y diluciones:
4. PROCEDIMIENTOS
Medición del color
1) Colocar el tubo Nessler que tiene agua destilada al lado izquierdo del equipo, mientras que la muestra a evaluar se coloca en el tubo que va a la derecha. 2) Girar el disco colorimétrico hasta encontrar una tonalidad en la celda de la izquierda igual o similar a la de la muestra que está en la celda derecha.
Medición de la turbidez
Preparar diluciones de 50, 25, 10 y 5% de la muestra. Para cada una de las diluciones hacer lo siguiente: 1) llenar la celda para turbidez hasta la línea indicada. 2) Limpiarla con
papel tissue para remover las huellas de los dedos. 3) Colocar la celda en el turbidímetro alineando la flecha de la marca en el tubo con la marca en el equipo. 4) Tapar y presionar el botón de medición de turbidez, luego apuntar la primera lectura.
Medición del pH
El procedimiento empleado es el método electrométrico utilizando un sistema de medición de pH además de un electrodo de vidrio y otro de referencia. 1) Tomamos la muestra de agua y la colocamos en el vaso, sumergimos en ella los electrodos formando un circuito cerrado. 2) Presionamos el botón de lectura y esperamos a que la lectura se normalice. Tomamos apunte de la lectura mostrada en el pH metro, además del valor de la temperatura mostrada.
